CAR-NK ili prirodne „ćelije ubice“ novo su oružje naučnika za efikasno ciljanje karcinoma

Nova vrsta ćelija može da se programira da napadaju ćelije raka, a njihova specifičnost je i što bi mogle da izbegnu imunološko odbacivanje i efikasnije ciljaju tumor

Vrsta programiranih imunih ćelija poznatih kao CAR-NK ili prirodne "ćelije ubice" jedno su od najnovijih oružja koje su naučnici razvili protiv raka. Slično CAR-T ćelijama, ove ćelije mogu da se  programiraju da napadaju ćelije raka. Njihova specifičnost je što bi mogle da izbegnu imunološko odbacivanje i efikasnije ciljaju tumor.

CAR-NK ćelije bolje uništavaju tumor i bezbednije su

Preporučujemo

Istraživači sa Massachusetts Institute of Technology i Harvard Medical School  sada su smislili novi način za inženjering CAR-NK ćelija koji ih čini mnogo manje sklonim da budu odbačene od  imunološkog sistema pacijenta, što je uobičajeni nedostatak ove vrste lečenja.

Novi napredak bi takođe mogao da olakša razvoj „gotovih“ CAR-NK ćelija koje bi mogle da se daju pacijentima čim im se postavi dijagnoza. Tradicionalni pristupi inženjeringu CAR-NK ili CAR-T ćelija obično traju nekoliko nedelja.

- Ovo nam omogućava da izvršimo jednostepeni inženjering CAR-NK ćelija koje mogu da izbegnu odbacivanje od strane T ćelija domaćina i drugih imunih ćelija. I, one bolje uništavaju ćelije raka i bezbednije su - kaže dr Jianzhu Chen, profesor biologije na MIT i jedan od glavnih autora studije.

U studiji na miševima sa humanizovanim imunim sistemima, objavljenoj u Nature Communications, istraživači su pokazali da ove CAR-NK ćelije mogu da unište većinu ćelija raka dok izbegavaju imuni sistem domaćina.

Kako se stvaraju CAR-NK ćelije za lečenje pacijenata obolelih od raka

NK ćelije su ključni deo prirodne imune odbrane tela, a njihova primarna odgovornost je da lociraju i ubijaju ćelije raka i ćelije zaražene virusom. Jedna od njihovih strategija ubijanja ćelija, koju koriste i T ćelije, jeste proces koji se naziva degranulacija. Kroz ovaj proces, imune ćelije oslobađaju protein nazvan perforin, koji može da napravi rupe u drugoj ćeliji i izazove ćelijsku smrt.

Da bi stvorili CAR-NK ćelije za lečenje pacijenata obolelih od raka, lekari prvo uzimaju uzorak krvi od pacijenta. NK ćelije se izoluju iz uzorka i modifikuju da ekspresuju protein nazvan himerni antigenski receptor (CAR), koji može biti dizajniran da cilja specifične proteine koji se nalaze na ćelijama raka. Zatim, ćelije provode nekoliko nedelja razmnožavajući se dok ih ne bude dovoljno za transfuziju nazad u pacijenta. Sličan pristup se koristi i za stvaranje CAR-T ćelija. Nekoliko CAR-T ćelijskih terapija je odobreno za lečenje raka krvi kao što su limfom i leukemija, ali CAR-NK tretmani su još uvek u kliničkim ispitivanjima.

Programirane ćelije ciljaju protein nazvan CD-19, koji se često nalazi na kancerogenim B ćelijama

S obzirom na to da je potrebno toliko vremena da se uzgaja populacija modifikovanih ćelija koje se mogu ubrizgati u pacijenta, a te ćelije možda nisu toliko održive kao ćelije koje potiču od zdrave osobe, istraživači istražuju alternativni pristup - korišćenje NK ćelija od zdravog donora.

Takve ćelije bi se mogle gajiti u velikim količinama i bile bi spremne kad god bi bile potrebne. Međutim, nedostatak ovih ćelija je taj što ih imuni sistem primaoca može videti kao strane i napasti ih pre nego što mogu da počnu da ubijaju ćelije raka.

U novoj studiji, tim MIT-a je krenuo da pronađe način da pomogne NK ćelijama da se „sakriju“ od imunog sistema pacijenta. Kroz studije interakcija imunih ćelija, pokazali su da NK ćelije mogu da izbegnu odgovor T-ćelija domaćina ako ne nose površinske proteine koji se nazivaju HLA klase 1 proteini. Ovi proteini, obično eksprimirani na površini NK ćelija, mogu da pokrenu T ćelije da napadnu ako ih imuni sistem ne prepozna kao „svoje“.

Kako bi iskoristili ovu prednost, istraživači su konstruisali ćelije da eksprimiraju sekvencu siRNA (kratke interferirajuće RNK) koja ometa gene za HLA klase 1. Takođe su isporučili CAR gen, kao i gen za PD-L1 ili jednolančani HLA-E (SCE). PD-L1 i SCE su proteini koji čine NK ćelije efikasnijim tako što aktiviraju gene koji su uključeni u ubijanje ćelija raka.

Svi ovi geni mogu se nositi na jednom delu DNK, poznatom kao konstrukt, što olakšava transformaciju donorskih NK ćelija u imuno-izbegavajuće CAR-NK ćelije. Istraživači su koristili ovaj konstrukt da bi stvorili CAR-NK ćelije koje ciljaju protein nazvan CD-19, koji se često nalazi na kancerogenim B ćelijama kod pacijenata sa limfomom.

Nove ćelije su manje sklone da izazovu sindrom oslobađanja citokina – uobičajeni neželjeni efekat imunoterapijskih tretmana

Istraživači su testirali ove CAR-NK ćelije na miševima sa imunološkim sistemom sličnim ljudskom. Ovim miševima su takođe ubrizgane ćelije limfoma. Miševi koji su primili CAR-NK ćelije sa novim konstruktom održavali su populaciju NK ćelija najmanje tri nedelje, a NK ćelije su bile u stanju da skoro eliminišu rak kod tih miševa. Kod miševa koji su primili ili NK ćelije bez genetskih modifikacija ili NK ćelije samo sa CAR genom, imune ćelije domaćina napale su donorske NK ćelije. Kod ovih miševa, NK ćelije su izumrle u roku od dve nedelje, a rak se nekontrolisano širio.

Istraživači su takođe otkrili da su ove programirane CAR-NK ćelije mnogo manje sklone da izazovu sindrom oslobađanja citokina – uobičajeni neželjeni efekat imunoterapijskih tretmana, koji može izazvati komplikacije opasne po život. Zbog potencijalno boljeg bezbednosnog profila CAR-NK ćelija, dr Chen očekuje da bi se one mogle na kraju koristiti umesto CAR-T ćelija. Za sve CAR-NK ćelije koje su sada u razvoju za ciljanje limfoma ili drugih vrsta raka, trebalo bi da bude moguće prilagoditi ih dodavanjem konstrukcije razvijene u ovoj studiji, kaže on.